有些零件，既要导电又要绝缘，单靠一种材料，很难同时兼顾这两个需求。聪明的你想到了金属可以导电，陶瓷可以绝缘，把他们结合起来不就行了？可新的问题来了：陶瓷与金属，怎样才能可靠地连接起来呢？

一、功率模块：导电的同时也要绝缘

在新能源汽车、工业逆变器等设备使用的 IGBT、SiC 功率模块中，陶瓷覆铜基板是一类重要组件。

SiC功率模块

铜层承担电流传输和热量扩散，陶瓷层提供电气绝缘，同时参与热量向散热端的传递过程。

这就要求陶瓷与铜之间形成可靠连接，兼顾传热和反复温度变化下的使用要求。

陶瓷覆铜基板有两种常见工艺路线：DBC（直接覆铜）和 AMB（活性金属钎焊）。

DBC陶瓷覆铜基板

DBC 通过铜—氧共晶形成的液相等过程，实现铜与经过相应表面处理的陶瓷连接；AMB 则使用含活性元素的焊膏，将陶瓷与铜焊接起来。

氮化硅AMB陶瓷覆铜基板

其中，氮化硅陶瓷与铜通过 AMB 工艺制成的基板，已经用于电动车、可再生能源及工业逆变器等功率模块。这说明使用活性钎焊膏连接陶瓷与金属，已经有实际的工业应用。

二、半导体镀膜设备：电要送进去，真空还要守得住

在溅射、等离子等设备中，经常需要把电能或信号从腔体外部送到内部。这时会用到一种部件——电气馈通，可以把它理解为穿过真空腔壁的密封电接口。

陶瓷--金属真空馈通件

它的任务可以拆成三件事：

• 金属导体把电流或信号送进去；

• 陶瓷绝缘体把导体与金属腔壁隔开；

• 陶瓷与金属之间的封接保持气密。

导体可以穿过去，漏气通道却不能留下来。

因此，这类组件需要同时考虑电气绝缘和密封性能。

陶瓷--金属密封连接结构示意

氧化铝陶瓷与铜、不锈钢、可伐金属等，都是商业馈通组件中使用的材料；具体连接可采用常规钎焊或活性钎焊等路线。

类似的陶瓷—金属连接，也出现在质谱仪、电子显微镜以及 X 射线设备的相关组件中。虽然用途不同，但都需要把材料的不同功能整合在一个组件里。

三、陶瓷不好润湿，活性钎料怎样帮助连接？

把钎料熔化，并不意味着它就能把陶瓷焊住。

普通钎料通常难以直接润湿未经表面金属化处理的陶瓷，也就是液态钎料不容易在其表面铺展开形成有效结合。工程上常见的解决思路有两条。

一条是先做表面金属化。在陶瓷表面形成适合钎焊的金属化层，再使用相应的常规钎料连接金属件。

另一条是采用活性钎焊膏。

在钎料中加入钛等活性元素，使其在合适的钎焊条件下与陶瓷发生界面反应，促进润湿与结合，让部分陶瓷与金属组合可以省去预先金属化的步骤，直接进行钎焊。

不过，活性钎料也有相应的使用条件。常见含钛活性钎料通常需要在真空或合适的惰性气氛中使用；具体的温度和保温条件，需要与钎料牌号、母材及连接要求匹配。

四、从“可以连接”到“满足使用要求”

陶瓷与金属可以通过钎焊连接，但能否满足使用要求，还要看具体应用。

除了润湿性，陶瓷与金属的热膨胀系数差异也是需要考虑的问题。加热、冷却循环及后续温度变化，都可能在连接区域产生应力，因此材料组合和工艺需要一起评估。

验证也应围绕实际用途展开：承载连接关注强度，真空封接关注气密性，电气组件关注绝缘和耐压；有反复温度变化的，还需要评估相应的循环可靠性。

如果你正在寻找陶瓷与金属的连接材料，可以先说明陶瓷种类、金属材质、现有加热条件，以及希望达到的使用要求，再进一步评估活性钎料是否适合进入试样。